汽车行人碰撞多体动力学仿真与抛距模型研究
汽车-行人撞击事故过程仿真研究
（ 尔滨 工业大学汽车工程 学院， 哈 威海 ２４０ ） ６２９
［ 摘要 ］ 根据 中国人体特征参数建立 了 １ ６刚体 的行 人模 型 ， 人体 的主要 部位 生成简 易的弹簧 阻尼运 动关 在
节。建立汽车模 型与汽 车一 行人 碰撞模 型 ， 用 Ａ Ａ Ｓ软件模 拟汽车一 应 ＤＭ 行人 碰撞过 程。通过模拟 不 同速度下 的汽
１ 前言
随着计 算 机技 术 的 发展 ， 算 机 模 拟 在工 程 辅 计 助分 析 中 占有 越来 越 突 出的地位 。以适 当的理论 建
大量的：作 ， ［ 制定了国家标准。 文 中使 用 机械 系 统 动 力 学分 析 软 件 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ对 行人与汽车碰撞过程进行仿真分析 。采用符合 中国 人体特征的参数 ， 建立 １ ６刚体 的行人模型 ， 在人体 的主要部位生成简易 的弹簧 阻尼运 动关节 ， 模拟仿 真碰 撞过 程 。
何、 质量 、 心 、 性矩 等 ， 质 惯 还依 赖于 人体 关 节处 的生
在碰撞仿真过程 中， 采用符合 中国人体特征 的 参数 ， 仿真结果更能逼近真实值。根据 文献 ［ ］ 选 ２， 定人体模型为： 身高 １１ １ｍ， ７ ． ｃ 体重 ５ ．５ｋ 。模型 ８８８ ｇ 的基本参 数 如表 １ 示 。 所
立人体和车辆的计算模型 ， 以在计算机 中虚拟地 可 呈 现行 人与 车辆 碰 撞 的各 种 工 况 ， 而 全 方 位 地 把 从
握 行人 在碰撞 后 的运 动情 况 以及 受 伤 害情 况 。通 过
２ 行人 多刚体模型
工艺实验 假人 借鉴 了美 国 Ｈ ｂ ｄ１ ｙｒ 的设计 经 ｉ１ １ 验 Ｊ其 尺 寸 和质量 为 中国成 年男 性 的 ９ ， ０百分 位 平
行人在与汽车碰撞中的力学分析
行人在与汽车碰撞中的力学分析摘要：行人在汽车碰撞事故中的损伤生物力学知识是针对行人制订汽车安全试验法规的重要基础，也是汽车安全设计的重要依据。
在文献学习的过程中，本文概括阐述了汽车与行人碰撞损伤生物力学研究的发展和现状，包括汽车与行人碰撞的动态响应过程，身体各部位致伤原因，在冲击载荷条件下的损伤机理、耐受限度、损伤程度的评价标准，以及在不同载荷条件下造成的伤害与物理参数的相关性，并提出了未来对行人损伤预防需要进一步研究的生物力学问题。
关键词：汽车与行人碰撞；损伤机理；耐受限度；评价准则Abstract：The knowledge of injury biomechanics in passenger car to pedestrian collisions is important for us to establish test procedures for pedestrian protection. It also forms important background for design of safer car. A condensed overview is given based on the published and ongoing studies of the pedestrian injury biomechanics. The state of the art of the injury biomechanics in car-to-pedestrian collisions was described, including the dynamic responses during a collision, the causation of injuries on diff erent body parts, injury mechanisms, tolerance levels, injury severity and assessment criteria, as well as the correlation of the physical parameters with injuries in diff erent loading conditions. The needs of future research on pedestrian injury prevention were presented.Key words：car-to-pedestrian collision；injury mechanism；tolerance；assessment criterion.引言汽车交通事故是造成大量人员伤亡的公共健康问题。
车辆碰撞模拟仿真分析假人模型
关于车辆碰撞仿真分析用人体模型的认识——学习笔记及认识总结李良 车辆工程 30608020406人体模型：以人体参数为基础建立，描述人体形态特征和力学特征的有效工具，是研究、分析、设计、评价、试验人机系统不可缺少的重要辅助手段。
根据人体模型的用途进行分类：1、设计用人体模型——汽车用H 点人体模型2、作业分析用人体模3、工作姿势分析用人体模型4、动作分析用人体模型5、人机界面匹配评价用人体模型6、动力学分析用人体模型7、运动学分析用人体模型 8、试验用人体模型——汽车碰撞试验用人体模型一、概况介绍车辆碰撞仿真分析用人体模型车辆碰撞过程中，车内成员运动的动力学过程具有大位移、非线性、多自由度、瞬时性等特点，建立适合于这些特点的、基于多体系统动力学的人机模型，是进行车辆碰撞过程车内成员运动响应分析的关键技术问题。
基于多体系统动力学的二维和三维人体模型，应用于汽车碰撞过程中乘员运动响应的仿真分析、汽车碰撞行人事故中人体运动的仿真分析等问题的研究。
人体模型的结构：（以 MUL3D 汽车碰撞人体运动响应 为例）1、人体模型的组成：13个刚体——头部、颈部、胸部、腰腹部、臀部、左右上臂、左右前臂和手、左右大腿、左右小腿和足。
2、相邻刚体之间的铰接约束形式根据人体关节的解剖学结构特点选取。
胸部与左右上臂之间的肩关节 ——万向节人机系统匹配评价用人体模型车辆碰撞仿真分析用人体模型左、右上臂与左、右前臂之间的肘关节——转动副左、右大腿与左、右小腿之间的膝关节——转动副其它各关节——球面副3、为了描述和计算人体与车身有关结构之间的碰撞力，根据碰撞接触的可能形式，将人体模型各组成部分的形状用椭球加以描述，将车身有关结构部分的形状用平面加以描述，按椭球与平面的贯穿接触来计算贯穿接触力。
二、虚拟现实中多刚体人体模型的构建1、人体Hanavan 模型概述在虚拟环境中模拟人体运动，首先就是要建立逼真的人体模型。
从运动生物力学角度看，还要建立运动技术的力学模型，必须知道内在规律和约束条件两类因素。
汽车-行人碰撞多体动力学仿真与抛距模型研究
・ ＋ ×ｔ／ ＝∑ ｇ ・
＼ Ｉ — — ｘ Ｉ ｌ ｘ ｖ
＝
得 以通过统 一 的数 学 模 型来 解 决 。Ｐ — Ｒ Ｓ 是 奥 ＣＣ Ａ Ｈ
ｌ —
＼一 — － Ｉ Ｉ ｚ
— ｌ
ｌ
（） ４
地利 Ｄ Ｄ研究 所 开发 的汽 车碰 撞仿 真 软件 ， 国外 尤 Ｓ 在 其是 欧洲 和美 国 ， 软件 的应 用 已经 非 常广泛 。文 该
作者简介 ： 谢州凯 （９ ７ ， ， 江宁海人 ， １８ ） 男 浙 工学硕士 ， 主要从事汽车碰撞 与安全性研究 。Ｅｍ ｉ ｘ ｋｉ２ ＠１３ ｃｍ － ａｌ ｉ ａ ７ ６ ．ｏ ：ｅ ５
［ 研究 ． 设计］
谢帅Ｉ ， 凯 等
汽车 一 人碰 撞多体 动力学 仿真与抛 距模 型研 究 行
擦 系数等 ） 来定义行人特征。并将模 型与国外某实车碰撞试 验对比验证其 可靠性。通过对仿真结果 的回归分析得 出 了
车速一 抛距模型 ， 为该 类交通事故处理提供 了数据参考。图 ５表 ２参 １ ３
关 键 词： 多体动 力学； 汽车－ 行人碰撞 ； 仿真 ； 车速
文 献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５２ ９ （０ ２ ０ － ４ － １０ —８５ ２ １ ）４０ ００ ０ ４ 中图 分 类 号 ： ４２ ８ Ｕ ９ ．
用式 （ ） （ ） ４ 和 ５ 表示
Ｆ Ｐ。ｈｇ Ｓ ｐ ｉ ＝Ａ Ｆ～。 ＝ｅ Ｓ Ａ （） ４ （） ５
质 量及各生物力 学参数都 是小 数量级 的 ， 变化对 仿真 其
结 果 的影 响较 大 ， 以人体 的建 模需尽可 能保证 精确 。 所 １ １ 多刚体 行人 模型 的建 立 ．
汽车设计中的行人碰撞安全模型研究
汽车设计中的行人碰撞安全模型研究随着汽车产业的发展，人们对于汽车安全性能的要求也越来越高。
在汽车设计中，行人碰撞安全模型是一项重要的研究内容。
本文将探讨汽车设计中的行人碰撞安全模型的研究现状、方法和挑战。
行人碰撞安全模型主要是为了预测和评估行人在发生碰撞时的受伤程度和风险。
该模型的研究旨在为汽车制造商提供指导，帮助设计出更安全的汽车，减少行人在车辆碰撞事故中的伤害。
在行人碰撞安全模型的研究中，关键的一步是建立一个逼真且准确的行人模型。
行人模型应该能够模拟行人的行走姿势和习惯，以及在碰撞过程中的反应。
同时，还需要考虑到行人不同的年龄、体型和其他个体差异对于碰撞安全的影响。
根据这些因素建立的行人模型将是评估行人碰撞风险的基础。
为了研究行人碰撞安全模型，科学家和研究人员通常采用计算机仿真和实验室试验相结合的方法。
在计算机仿真中，研究人员可以通过模拟不同的碰撞情境以及行人和车辆的动作来预测行人的受伤程度。
实验室试验则可以提供真实的碰撞数据，为行人碰撞安全模型的验证提供支撑。
通过这两种方法的结合，研究人员可以更加准确地分析不同车辆设计对行人碰撞安全的影响。
然而，行人碰撞安全模型的研究也面临一些挑战。
首先，建立真实有效的行人模型是一项复杂的任务。
行人的行走姿势和反应随着不同的情境和个体差异而变化，因此需要设计一个灵活且多样化的行人模型。
其次，行人碰撞安全模型的验证和验证标准也是一个难题。
如何确定一种行人模型的准确性和适用性，以及如何将模型的结果与真实的碰撞数据进行比较和验证，是需要进一步探讨的问题。
另外，随着智能驾驶技术的发展，行人碰撞安全模型也面临新的挑战。
自动驾驶汽车的出现改变了传统的汽车设计理念，也对行人碰撞安全模型提出了新的要求。
行人碰撞安全模型需要考虑到自动驾驶汽车与行人之间的交互和沟通方式，并提供相应的安全措施，以确保在自动驾驶汽车与行人发生碰撞时行人能够尽可能减少伤害。
总的来说，汽车设计中的行人碰撞安全模型研究是一项重要的课题。
汽车——行人道路交通事故运动仿真研究
。
所取
在 关 节计 算 时忽 略 关 节处 的 力矩
的 时 间 步 长 应 该相 对 小
一
60
I嬲
维普资讯
四
，
模拟 仿真
按 照 上 面 的分 析
．
接触
运 用p c
—
．
然后 是 大腿 与发动 机 盖 边 缘 接
．
c ra s
h
触
。
下 肢 向前作加 速 运 动
速度
、
加
速度 等
。
本 文 采 用 多 刚体 假 人 模
，
价值和 社 会 意 义
。
型
，
该 方 法 不 仅 能 完 全模拟 上 述 参 数
同 时还 能
建立
道 路 交 通 事 故 中人 体 生 物 样 本 的 假 人
完 整 再 现 交 通 事 故 中行 人
的运 动状 态
。
一
、
假 人 模 型 的建 立
在行人 与车辆碰 撞 的交通 事故
作用
另 外 有 以 下 两 点假 设
：
辆而 言都是 小 数量 级 的 变化
，
参 数 的微 小
位置
X
e
。
分 别 用 用 椭 圆 球 的a 轴 方 向 作 为
，
对人 体运 动仿 真结果 将产 生很
。
轴
b 轴 方 向作 为Y e 轴
。
，
c
轴 方 向作
大影响
因此
．
确定人 体生 物 力学 特
．
为Z e
轴
征参数需仔 细 选 取
节上 的反 作 用 力取 代 个体 可 以 单 独 分 析
仿真技术在汽车碰撞分析中的应用
Total No. 3012021，Number 1总第301期2021年第1期HEBEI METALLURGY仿真技术在汽车碰撞分析中的应用张青，崔彦发，赵轶哲(河钢集团钢研总院，河北 石家庄050023)摘要：汽车的安全技术包括主动安全和被动安全两个方面。
在汽车被动安全性的研究中，汽车碰撞安全 性研究是汽车被动安全技术的重要内容。
随着汽车行业和计算机仿真技术的不断发展和进步，碰撞仿真技术被广泛应用在汽车车身结构的耐撞性能、乘员保护系统、人体在受到撞击时的损伤机理及响应研 究中。
论述了汽车碰撞仿真技术的基础理论和常用软件，并采用显式非线性软件LS - DYNA 对某车型的前防撞梁系统100%正面碰撞过程进行仿真模拟，分析了前防撞梁的碰撞变形过程。
研究结果表明: 相比于台车碰撞试验，碰撞仿真技术试验周期短、成本低，可以模拟任意试验条件和工况参数，轻松获取 各个位置变形数据。
但是，现阶段的碰撞仿真技术还不能够完全实现整车碰撞过程中所有的结构变动模拟，碰撞仿真和实车碰撞相结合仍是汽车碰撞安全性研究的重要手段。
关键词：汽车安全性；汽车碰撞；仿真;有限元;前防撞梁中图分类号：U467. 14文献标识码:A 文章编号：1006 -5008(2021)01 -0028 -06doi ：10. 13630/j. chki. 13 - 112. 2021.2105APPLICATION OFSIMULATIONTECHNOLOGY IN VEHIELE COLLISION ANALYSISZhang Qing , Cui Yanfo , Zhao Yizhe(HBIS Group Research Institute , Shijiazhuang , Hebei, 050023)Abstract ：AuimoPile sefetu technology includes activa sefetu and passiva sefetu. And ie vabicle cdlisionsefetu research is an important centext of vabicle passiva sefetu technology. With the centinuous progress ofantomobile industro and computes simulation technology , cellision simulation technology is wiUely used in the research of CrasPwortPiness of antomopile body strocturc , occhpant protection system , human body dam ape mechanism and reshonse in impact. This papes dischsses the basic thevk and cemmon spftwarc of "山-cle cellision simulation technology , and adopts explicit nonlineas seftwak LS - DYNA to simulate the 100% frontai cellision process of a vaViclet front bumpeo system , and analyzes the cellision deformation process ofthe fropt bumpek. The reselts show that the crash simulation technology has the advantapes of short test ch- cle , low dst , which cen simulate any test conditions and operating parameters and easily oPtain the deforma tion data of any position , compareb with the sled crash test. Howevas, the chrrext collision simulation tech nology cennot fully realize the stroctural changes simulation during the process of vabicle collision. Thereforethe combination of collision simulation and real vehicle collision is still an important means of vehicle co II-- sion sefetu research.Key Words ： animopile sefetu ； antomopile collision ； simulation ； finite element ； front bumpek0 引言伴随着我国汽车保有量的逐年增加,交通事故收稿日期：2020 -08 -20基金项目：河北省自然科学基金(编号:E2018318013)作者简介：张青(190 -),男,工程师，硕士 ,2016年毕业于燕山大学材料加工工程专业，现在河钢集团钢研总院主要从事用户服务工作,E - mail : zhany_qing2018 @ 13. com的发生率不断攀升。
车辆碰撞模拟仿真分析假人模型
关于车辆碰撞仿真分析用人体模型的认识——学习笔记及认识总结李良 车辆工程 30608020406人体模型：以人体参数为基础建立，描述人体形态特征和力学特征的有效工具，是研究、分析、设计、评价、试验人机系统不可缺少的重要辅助手段。
根据人体模型的用途进行分类：1、设计用人体模型——汽车用H 点人体模型2、作业分析用人体模3、工作姿势分析用人体模型4、动作分析用人体模型5、人机界面匹配评价用人体模型6、动力学分析用人体模型7、运动学分析用人体模型 8、试验用人体模型——汽车碰撞试验用人体模型一、概况介绍车辆碰撞仿真分析用人体模型车辆碰撞过程中，车内成员运动的动力学过程具有大位移、非线性、多自由度、瞬时性等特点，建立适合于这些特点的、基于多体系统动力学的人机模型，是进行车辆碰撞过程车内成员运动响应分析的关键技术问题。
基于多体系统动力学的二维和三维人体模型，应用于汽车碰撞过程中乘员运动响应的仿真分析、汽车碰撞行人事故中人体运动的仿真分析等问题的研究。
人体模型的结构：（以 MUL3D 汽车碰撞人体运动响应 为例）1、人体模型的组成：13个刚体——头部、颈部、胸部、腰腹部、臀部、左右上臂、左右前臂和手、左右大腿、左右小腿和足。
2、相邻刚体之间的铰接约束形式根据人体关节的解剖学结构特点选取。
胸部与左右上臂之间的肩关节 ——万向节人机系统匹配评价用人体模型车辆碰撞仿真分析用人体模型左、右上臂与左、右前臂之间的肘关节——转动副左、右大腿与左、右小腿之间的膝关节——转动副其它各关节——球面副3、为了描述和计算人体与车身有关结构之间的碰撞力，根据碰撞接触的可能形式，将人体模型各组成部分的形状用椭球加以描述，将车身有关结构部分的形状用平面加以描述，按椭球与平面的贯穿接触来计算贯穿接触力。
二、虚拟现实中多刚体人体模型的构建1、人体Hanavan 模型概述在虚拟环境中模拟人体运动，首先就是要建立逼真的人体模型。
从运动生物力学角度看，还要建立运动技术的力学模型，必须知道内在规律和约束条件两类因素。
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鉴于研究的着重点是分析汽车一行人碰撞后行人 的运动学规律，因此通过以上的一系列对比验证可以
Ｆｉｇｕｒｅ ５
图５
车速．抛距回归模型 （下转第４８页）
Ｖｅｌｏｃｉｔｙ—ｔｈｒｏｗｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌ
认为该碰撞模型是有效的。 万方数据
・４８‘
轻工机械Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
收稿日期：２０１１一１０－１ｌ：修回１３期：２０１２－０３－２２
我国道路交通情况复杂。人口密度大，，是世界上 典型的以混合交通为主的国家。行人作为道路使用者
当中的弱势群体，一直是交通事故中的高危人群。据 统计，２００９年我国因交通事故死亡６７ ７５９入，其中行 人１６ ６８３人，占总死亡人数的２４．６％［２ Ｊ；在过去的１０
（１．ＣｏＨｅｇｅ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１４，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｇｅｅｌｙ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ＣＯ，，Ｌ１ｍ，Ｒａｎｇｚｈｏｕ ３１ １２２８．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖｅｈｉｃｌｅ—ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｉｓ
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ．Ｓａｌｔ
Ｃｉｔｙ．Ｌｒｒ，ＵＳＡ：
１１ｔｈ ＩＥＥＥ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ，２０００：８５—９２．
量，碰撞车速为因变量，建立回归模型，模型曲线见图５。
通过与实验录像画面的对比可以发现，在碰撞初
１２０
始阶段，仿真模型中行人的运动状态与实验中行人的
运动具有较好的一致性。部分试验结果数据和仿真数
据的对比情况如表１所示。 表１
Ｔａｂｌｅ ｌ 数据 实验数据 仿真数据
ｉ
１ｌＯ １００
ｙ＝１０．．Ｒ２＝０
实验数据与仿真数据的对比
第３０卷第４期 ２０１２年８月
轻工机械
Ｌ话ｈ｜Ｊｎｄｍ－ｕ－ｙ Ｍａｃｈ／ｎｅｒｙ
Ｖ０１．３０ Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２０１２
［研究・设计］
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－２８９５．２０１２．０４．０１
１
汽车一行人碰撞多体动力学仿真 与抛距模型研究
谢州凯１，王秋成１，刘卫国２，宁晓斌１
（１．浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州３１００１４； ２．浙江吉利汽车研究院有限公司，浙江杭州 ３１ １２２８）
录像记录画面进行对比，如图３所示¨引。
≯：｜｜：妊
、，¨
图４碰撞初始状态
Ｆｉｇｕｒｅ ４
Ｉｎｉｔｉａｌ
ｓｔａｔｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ
根据事故处理的相关经验，易引起车速鉴定纠纷 的大多为车速较高的情况，而行人抛射距离亦为该类 事故分析的主要依据。文中通过模拟不同车速（６０～
１ ｌＯ
１≯，．一ｉ多’ ≥＿Ｉ。１■穆■
立的２０刚体行人模型。行人模型参数根据ＧＢ／ Ｔ１００００．８８《中国成年人人体尺寸》∽】和ＧＢ／Ｔ１７２４５． ２００４（成年人人体惯性参数》¨０１中定义的５０百分位标 准成人模型建立。
式中Ｆ，。…‰。和Ｆ…，。咖。为刚体相互接近和分离时的 法向力，ｓ为刚度，Ａ为侵彻深度，占为碰撞回弹系数。 １．２汽车模型的建立 选取国内市场占有率较大的ＰＡＳＳＡＴ轿车为原型 进行车辆建模，车身外形参数如图２所示。
Ｏｆｆ
ｈａｎｄｌｅ ｓｕｃｈ ｋｉｎｄ ｏｆ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｗｉｔｈ ｃｏｍｍｏｎ ＵＳｅ”ａｃｃｉｄｅｎｔ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ”．Ｂａｓｅｄ
ｍｕｌｔｉ—ｂｏｄｙ ｄｙｎａｍｉｃ ｔｈｅｏｒｙ。ｔｈｅ
ｔｏ
ｐａｐｅｒ ｂｕｉｌｔ
ｖｅｈｉｃｌｅ ａｎｄ
ａ
ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｕｌｔｉ—ｒｉｇｉｄ－ｂｏｄｙ
＿、：
’ｉ鬻： ■弹
．。ｉ，
车速／（ｋｍ．ｈ“）
囊■∥Ⅺ
ｊ０‘，Ｙ，。一／／…一一
，１Ｖ，．．，ｏｒ二，
图３试验与仿真的对比
Ｆｉｇｕｒｅ ３ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
∞ 加＂舳踮∞鳄∞：兮ｍ
∞”巧如弛弘弛铊诣＂鲐
Ｏ
选择幂函数曲线拟合，以仿真得到的抛距为自变
Ｆ，，。。“。。＝ＡＳ
Ｆ。。，ｐ。，。．ｉ。ｇ＝８ＡＳ
汽车一行人碰撞建模分析 汽车与行人碰撞仿真中，相对于汽车而言，人体的
质量及各生物力学参数都是小数量级的，其变化对仿真 结果的影响较大，所以人体的建模需尽可能保证精确。
１．１
（４） （５）
多刚体行人模型的建立 图ｌ是基于ＰＣ－ＣＲＡＳＨ软件中多体动力学模块建
．ｆ盯丁一－
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Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ—ｂｏｄｙ ｄｙｎａｍｉｃ：Ｃａｒ—ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｉｍｐａｃｔ ｓｐｅｅｄ ０
引言
于全球５个最大城市人口的总和…。
汽车工业和交通运输业的高速发展，为人类社会 的进步提供了有力的基础保障，但也带来了无情的交 通事故。根据２００４年世界卫生组织发布的《世界预防 道路交通伤害报告》，全球每年大约有１２０万人死于 道路交通事故，伤害的数目更高达５ ０００万人次，相当
图２车身外形参数
Ｆｉｇｕｒｅ ２
Ｖｅｈｉｃｌｅ ｓｈａｐｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
２碰撞模型的验证 验证仿真模型可靠性的一个有效方法就是通过与 试验对比分析，然而实车碰撞试验耗资巨大，国内能开 展实车碰撞实验的机构寥寥无几。国外学者及研究机 构做过不少关于汽车一行人碰撞的试验，包括不少尸体 实验和假人实验，其中假人试验更为常见。文中选取国 外公开发表的某文献中记录的一次假人碰撞实验…１来
图ｌ
Ｆｉｇｕｒｅ ｌ
多刚体行人模型
Ｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙ ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ ｍｏｄｅｌ
其中１７、１８、１９、２０号刚体为虚拟腿部模型，目的 是在模拟过程中辅助人体腿部与缓冲器接触时的受力 分析。
万方数据
轻工机槭Ｌｉｇｈｔ
Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ
２０１２年第４期
做参照对仿真模型进行有效性分析。该实验使用高速
摄影机抓拍行人和车辆的碰撞运动图像，通过运动轨迹
３仿真分析与抛距模型 汽车与行人侧面碰撞是该类事故的主要接触类
和假人内部的传感器的碰撞信号研究行人安全。
通过调整碰撞模型中车辆与行人的相关参数，使
型ｍ１，为此，选取汽车一行人侧面碰撞为接触形式进行
仿真模型设定，０时刻碰撞模型界面如图４所示。
其尽量与该实验条件相匹配，然后对仿真画面与实验
ａ
ｍａｊｏｒ
ｔｙｐｅ
ｔｒａⅡｉｃ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔｓ ｈｉｓｈ ｆａｔａｌｉｔｙ
ｔｏ
ｒａｔｅ
ａｎｄ
ｔｏ
ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｐｅｏｐｌｅ§ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ。ｐｅｏｐｌｅ ｐａｙ ｃｌｏｓｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ
ｔｈｉｓ ｔｙｐｅ ｏｆ ａｃｃｉｄｅｎｔ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｔ ｉｓ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ
ａ
ｒｉｇｉｄ，ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ），ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ Ｃａｒ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｂｒｏａｄ．Ｔｈｅ
ｂｅ ｄｅｆｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ
Ｗ＆Ｓ
ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｗｉｔｈ
ｒｅａｌ
ｓｐｅｅｄ
ｔｈｒｏｗｉｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ
ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ
ａｎａｌｙｓｉｓ
ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｕｃｈ
ｖｅｈｉｃｌｅ—ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ
ｔｉ＂姐Ｃ ａｃｃｉｄｅｎｔ．［Ｃｈ，５堍．３
ｔａｂ，１３
ｔｅｌ］
１
根据力的平衡与角动量守恒定律，刚体ｉ的运动 方程可用式（１），（２）和（３）表示
ｍ。童。＝∑Ｆ，
』
（２） （３）
Ｂ・西．＋∞。×傍・∞。＝∑Ｍｊ
Ｉ
ｌ
ｘｘ
—ｆ。． ，。
一ｌ
ｘ：＿＼
（４）
倪＝ｌ一，。
＼－一｜ｘ：
一，，：Ｉ
一｜。｜。ｌ
式中ｍ。为刚体ｉ的质量，童ｉ为重心加速度，Ｅ为惯性 坐标系下刚体ｉ所受的外力，谚为载体坐标系下刚体 ｉ的惯性张量，血为载体坐标系下刚体ｉ的角加速度， ‘‘，。为载体坐标系下刚体ｉ的角速度，Ｍｊ表示为载体坐 标系下刚体ｉ的外力矩。 刚体间碰撞接触力的计算基于线性刚度函数，可 用式（４）和（５）表示
ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ
ｍｏｄｅｌ
ａｓ
ａ
ｐｌａｔｆｏｒｍ ｆｏｒ ＰＣ—ＣＲＡＳＨ ｏｆ ｔｈｅ
ｗａｓ
ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ
ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈ
ｓｅｔｔｉｎｇ ｒｉｓｉｄ—ｂｏｄｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐａｒｔｓ
ｃａｎ
ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ（ａｐｐｅａｒａｎｃｅ，ｍａ８８，
Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ
２０１２年第４期
［１２］Ｃ１ＧＮＯＮＩ